JP6012595B2 - Battery module, battery system, electric vehicle, moving object, power storage device, power supply device, and electric device - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器に関する。 The present invention relates to a battery module, a battery system, an electric vehicle, a moving body, a power storage device, a power supply device, and an electric device.
電動自動車等の移動体または電力を貯蔵する電源装置には、充放電可能な複数のバッテリセルを含むバッテリモジュールが用いられる。このようなバッテリモジュールにおいては、各バッテリセルの充電状態を認識するため、各バッテリセルの端子電圧を検出する必要がある。 A battery module including a plurality of chargeable / dischargeable battery cells is used for a mobile body such as an electric automobile or a power supply device that stores electric power. In such a battery module, in order to recognize the charge state of each battery cell, it is necessary to detect the terminal voltage of each battery cell.
例えば、特許文献1に記載されるバッテリシステムは、複数の角形電池セルからなる電池ブロックを備える。電池ブロック上には、複数の電池セルを互いに接続するためのバスバーおよび各電池セルの端子電圧を検出するためのリード線が一体的に設けられた絶縁プレートが配置される。隣り合う電池セルの電極端子がバスバーを介して互いに接続される。リード線は、絶縁プレートの内部でバスバーに接続されるとともに、絶縁プレートの外部に引き出されて電圧検出回路に接続される。
For example, the battery system described in
また、特許文献2に記載される電源装置は、複数の電池を含む電池集合体、測定部本体と称される絶縁プレート、およびフラット回路体を含む。フラット回路体には、複数の電池の電圧を均等に制御する制御ユニットが取り付けられてもよい。電池集合体の上面に各電池の端子が配置される。絶縁プレートおよびフラット回路体は、電池集合体の上面に順に重なるように配置される。各電池の端子は、絶縁プレートの電極通し孔を通してフラット回路体の導体層に接続される。
このように、複数のバッテリセルからなるバッテリブロック上に絶縁プレートが配置され、その絶縁プレート上に電圧検出回路を含む回路基板が設けられた場合、バッテリモジュールの構成を簡素化するために、配線部材を用いて各バッテリセルの端子を回路基板に簡単にかつ確実に接続する必要がある。 As described above, when the insulating plate is arranged on the battery block including a plurality of battery cells and the circuit board including the voltage detection circuit is provided on the insulating plate, the wiring is simplified in order to simplify the configuration of the battery module. It is necessary to easily and reliably connect the terminals of each battery cell to the circuit board using a member.
本発明の目的は、構成が簡素化されたバッテリモジュール、それを備えたバッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器を提供することである。 An object of the present invention is to provide a battery module having a simplified configuration, a battery system including the battery module, an electric vehicle, a moving body, a power storage device, a power supply device, and an electric device.
本発明の一局面に従うバッテリモジュールは、複数のバッテリセルを含み、複数のバッテリセルの端子が配置される端子面を有するバッテリブロックと、バッテリブロックの端子面上に配置される蓋部材と、蓋部材に重なるように配置され、複数のバッテリセルの端子電圧を検出するための電圧検出回路を有する回路基板と、蓋部材に重なるように配置され、複数のバッテリセルの端子に電気的に接続される配線部材と、回路基板と配線部材とを電気的に接続する第1の接続部材とを備えるものである。 A battery module according to an aspect of the present invention includes a battery block including a plurality of battery cells, a terminal block on which terminals of the plurality of battery cells are disposed, a lid member disposed on the terminal surface of the battery block, and a lid A circuit board having a voltage detection circuit for detecting the terminal voltage of the plurality of battery cells, and a lid member, and being electrically connected to the terminals of the plurality of battery cells. And a first connecting member that electrically connects the circuit board and the wiring member.
本発明によれば、バッテリモジュールの構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュールの組み立てが容易になる。 According to the present invention, the configuration of the battery module is simplified and the assembly of the battery module is facilitated.
以下、本発明の実施の形態に係るバッテリモジュール、バッテリシステム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a battery module, a battery system, an electric vehicle, a moving body, a power storage device, a power supply device, and an electric device according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)第1の実施の形態
本発明の第1の実施の形態に係るバッテリモジュールについて説明する。(1) 1st Embodiment The battery module which concerns on the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
(1−1)全体構成
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るバッテリモジュールの構成を示す分解斜視図である。図1、後述の図2〜図7および図9〜図15においては、矢印X,Y,Zで示すように、互いに直交する三方向をX方向、Y方向およびZ方向と定義する。本例では、X方向およびY方向が水平面に平行な方向であり、Z方向が水平面に直交する方向である。また、上方は矢印Zが向く方向である。(1-1) Overall Configuration FIG. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of the battery module according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1 and later-described FIGS. 2 to 7 and FIGS. 9 to 15, as shown by arrows X, Y, and Z, three directions orthogonal to each other are defined as an X direction, a Y direction, and a Z direction. In this example, the X direction and the Y direction are directions parallel to the horizontal plane, and the Z direction is a direction orthogonal to the horizontal plane. The upper direction is the direction in which the arrow Z faces.
図1に示すように、バッテリモジュール100は、バッテリブロック10BB、ガスダクト30、長尺状の一対のフレキシブル配線回路基板(以下、FPC基板と呼ぶ)50、複数のバスバー40,40a、蓋部材60およびリジッド配線回路基板(以下、回路基板と呼ぶ)70を備える。FPC基板50は配線部材の例であり、バスバー40,40aは第2の接続部材の例である。
As shown in FIG. 1, the
バッテリブロック10BBは、扁平な略直方体形状を有する複数(本例では6つ)のバッテリセル10からなる。複数のバッテリセル10は、X方向に並ぶように配置される。各バッテリセル10は、例えばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池である。バッテリブロック10BBは略直方体形状を有し、XY平面に平行な上面、YZ平面に平行な一端面および他端面、XZ平面に平行な一側面および他側面を有する。
The battery block 10BB includes a plurality of (six in this example)
各バッテリセル10の上面中央には、ガス抜き弁10vが設けられる。バッテリセル10内部の圧力が所定の値まで上昇した場合、バッテリセル10の内部のガスがガス抜き弁10vから排出される。ガス抜き弁10vを挟んでY方向に並ぶように各バッテリセル10の上面に正極端子10aおよび負極端子10bが設けられる。正極端子10aおよび負極端子10bはそれぞれ各バッテリセル10の上面から上方に突出する。バッテリブロック10BBの上面が端子面に相当する。
In the center of the upper surface of each
複数のバッテリセル10は、隣り合う各2つのバッテリセル10間でY方向における正極端子10aおよび負極端子10bの位置関係が互いに逆になるように配置される。これにより、バッテリブロック10BBの一側面に沿うように、負極端子10bおよび正極端子10aがX方向に交互に並ぶ。また、バッテリブロック10BBの他側面に沿うように、正極端子10aおよび負極端子10bがX方向に交互に並ぶ。以下、バッテリブロック10BBの一側面に沿うように配置される複数の正極端子10aおよび負極端子10bを第1の端子列TL1と呼び、バッテリブロック10BBの他側面に沿うように配置される複数の正極端子10aおよび負極端子10bを第2の端子列TL2と呼ぶ。
The plurality of
バッテリブロック10BBの上面に、ガスダクト30、一対のFPC基板50、複数のバスバー40,40a、蓋部材60および回路基板70が配置される。
A
ガスダクト30はX方向に延びるように設けられ、複数のバッテリセル10のガス抜き弁10vを覆うように第1の端子列TL1と第2の端子列TL2との間に配置される。一対のFPC基板50はそれぞれX方向に延びるように設けられ、複数のバスバー40,40aとともに矩形板状の蓋部材60の下面に取り付けられる。蓋部材60の上面に回路基板70が取り付けられる。蓋部材60は樹脂等の絶縁性材料からなる。後述のように、FPC基板50は接続部材PH(図7)を介して回路基板70に接続される。一対のFPC基板50、複数のバスバー40,40a、蓋部材60および回路基板70が一体的にバッテリブロック10BBの上面に取り付けられる。
The
(1−2)蓋部材、バスバーおよびFPC基板
バスバー40,40a、蓋部材60およびFPC基板50の詳細について説明する。図2は、蓋部材60を斜め下方から見た斜視図であり、図3は、蓋部材60を斜め上方から見た斜視図である。以下、X方向に沿った蓋部材60の一辺を一側辺と呼び、他辺を他側辺と呼ぶ。蓋部材60の一側辺はバッテリブロック10BBの一側面に沿い、蓋部材60の他辺はバッテリブロック10BBの他側面に沿う。また、バッテリブロック10BBに対向する蓋部材60の面を裏面と呼び、その反対側の蓋部材60の面を表面と呼ぶ。本実施の形態において、蓋部材60の裏面は蓋部材の第1の面の例であり、蓋部材60の表面は蓋部材の第2の面の例である。本例では、蓋部材60の表面が上方に向けられる。(1-2) Cover member, bus bar and FPC board Details of the bus bars 40 and 40a, the
図2に示すように、バスバー40,40aは略矩形状を有し、バスバー40のX方向における長さはバスバー40aのX方向における長さよりも大きい。バスバー40には一対の電極接続孔41が形成され、バスバー40aには1つの電極接続孔41が形成される。バスバー40,40aは、例えばタフピッチ銅の表面にニッケルめっきが施された構成を有する。
As shown in FIG. 2, the bus bars 40, 40a have a substantially rectangular shape, and the length of the
蓋部材60の裏面には、蓋部材60の一側辺および他側辺に沿うように、複数の凹部62a,62bが設けられる。本例では、蓋部材60の一側辺に沿うように3つの凹部62aが設けられ、蓋部材60の他側辺に沿うように2つの凹部62aおよび2つの凹部62bが設けられる。2つの凹部62bは2つの凹部62aの外側に配置される。
On the back surface of the
凹部62a,62bは略矩形状を有し、凹部62aのX方向における長さは凹部62bのX方向における長さよりも大きい。凹部62aの形状および長さはバスバー40の形状および長さとほぼ等しく、凹部62bの形状および長さはバスバー40aの形状および長さとほぼ等しい。複数の凹部62a,62の底面から蓋部材60の表面に貫通するように、複数の開口63が形成される(図3)。凹部62a内には2つの開口63(図3)が形成され、凹部62b内には1つの開口63(図3)が形成される。以下、蓋部材60の一側辺に沿うように設けられた凹部62aおよび開口63をそれぞれ一側辺側の凹部62aおよび一側辺側の開口63と呼び、蓋部材60の他側辺に沿うように設けられた凹部62a,62bおよび開口63をそれぞれ他側辺側の凹部62a,62bおよび他側辺側の開口63と呼ぶ。
The
蓋部材60の凹部62aにはバスバー40が嵌合され、凹部62bにはバスバー40aが嵌合される。バスバー40,40aが凹部62a,62bに嵌合された状態で、バスバー40,40aの電極接続孔41はそれぞれ開口63(図3)内で蓋部材60の表面側に露出する。
The
一側辺側の複数の凹部62aと他側辺側の複数の凹部62a,62bとの間でX方向に延びるようにダクト溝68が形成される。ダクト溝68内に、図1のガスダクト30が配置される。一側辺側の複数の凹部62aとダクト溝68との間、および他側辺側の複数の凹部62a,62bとダクト溝68との間にFPC溝64がそれぞれX方向に延びるように形成される。
A
一側辺側の複数の凹部62aから一方のFPC溝64にそれぞれ延びるように複数の接続溝65が形成され、他側辺側の複数の凹部62a,62bから他方のFPC溝64にそれぞれ延びるように複数の接続溝65が形成される。一対のFPC溝64内に、一対のFPC基板50がそれぞれ配置される。複数の接続溝65内には、複数の接続片55がそれぞれ配置される。各接続片55の一端は、例えば半田付けによりFPC基板50に接続され、各接続片55の他端は、例えばスポット溶接によりバスバー40またはバスバー40aに接続される。図3に示すように、蓋部材60の表面において、一側辺側の開口63と他側辺側の開口63との間に回路基板70が取り付けられる。
A plurality of
このようにして、複数のバスバー40,40a、一対のFPC基板50および回路基板70が蓋部材60に取り付けられる。その状態で、蓋部材60がバッテリブロック10BBの上面に取り付けられる。複数のバスバー40,40aの電極接続孔41には、複数のバッテリセル10の端子10a,10bがそれぞれ挿入される。蓋部材60の各開口63(図3)内において、端子10a,10bの各々がバスバー40,40aにスポット溶接またはレーザ溶接等の溶接により接続される。これにより、隣り合うバッテリセル10がバスバー40を介して電気的に接続される。その結果、複数のバッテリセル10が直列接続される。
In this way, the plurality of bus bars 40, 40 a, the pair of
バッテリブロック10BBの最も高い電位を有する端子10aおよび最も低い電位を有する端子10bにはバスバー40aが取り付けられる。バスバー40aには、バッテリモジュール100の電力を外部に取り出すためまたは外部からバッテリモジュール100に電力を供給するための電力線が開口63を通して接続される。電力線については後述する。
A
(1−3)FPC基板と回路基板との接続
FPC基板50と回路基板70との接続について説明する。図4は、複数のバスバー40,40a、一対のFPC基板50、複数の接続片55および回路基板70が取り付けられた蓋部材60を下方から見た図である。図5は、FPC基板50および接続片55の構成を示す模式図である。図6は、複数のバスバー40,40a、一対のFPC基板50、複数の接続片55および回路基板70が取り付けられた蓋部材60を上方から見た図である。以下、一側辺側の凹部62aに嵌合されるバスバー40を一側辺側のバスバー40と呼び、他側辺側の凹部62a,62bに嵌合されるバスバー40,40aを他側辺側のバスバー40,40aと呼ぶ。(1-3) Connection between FPC Board and Circuit Board Connection between the
図4に示すように、一方のFPC基板50は、複数の接続片55を介して一側辺側の複数のバスバー40に接続される。同様に、他方のFPC基板50は、複数の接続片55を介して他側辺側の複数のバスバー40,40aに接続される。各FPC基板50の一端部には、複数の端子部T1が設けられる。
As shown in FIG. 4, one
図5に示すように、他方のFPC基板50には、複数のバスバー40,40aにそれぞれ対応して複数の電圧検出線51および複数の放電線52が導体パターンとして形成される。複数の端子部T1は、複数の電圧検出線51および複数の放電線52にそれぞれ対応して設けられる。各接続片55には、中継線55a,55bが形成される。各電圧検出線51の一端および各放電線52の一端は、対応する端子部T1に接続される。各電圧検出線51の他端は接続片55の中継線55aを介して対応するバスバー40またはバスバー40aに電気的に接続され、各放電線52の他端は接続片55の中継線55bを介して対応するバスバー40またはバスバー40aに電気的に接続される。
As shown in FIG. 5, on the
一方のFPC基板50においても同様に、複数のバスバー40にそれぞれ対応して複数の電圧検出線51および複数の放電線52が形成される。複数の電圧検出線51および複数の放電線52に対応して複数の端子部T1が設けられる。各電圧検出線51および各放電線52の一端は、対応する端子部T1に接続され、各電圧検出線51および各放電線52の他端は接続片55の中継線55a,55bを介して対応するバスバー40に電気的に接続される。
Similarly, on one
なお、中継線55a,55bを有する接続片55の代わりに、銅等の導電性材料により板状または箔状に形成された接続片55が用いられてもよい。その場合、電圧検出線51および放電線52がそれぞれ異なる接続片55を介してバスバー40,40aの各々に接続される。
Instead of the
図6に示すように、回路基板70上には、電圧検出回路71、通信回路72および一対の通信用コネクタ73が設けられる。電圧検出回路71および通信回路72は互いに電気的に接続される。一対の通信用コネクタ73は通信回路72に電気的に接続される。電圧検出回路71は、各バッテリセル10の端子電圧を検出し、検出された端子電圧の値を通信回路72に与える。後述のように、一対の通信用コネクタ73には、外部回路との通信のための通信線が取り付けられる。なお、通信回路72と外部回路とがバス接続される場合、通信用コネクタ73は1つであってもよい。
As shown in FIG. 6, a
回路基板70には、一対のFPC基板50の複数の端子部T1にそれぞれ重なるように複数の端子部T2が設けられる。複数の端子部T2は、複数の端子部T1にそれぞれ対応する。各端子部T2は電圧検出回路71または後述の放電部DU(図8)に接続される。
The
図7は、FPC基板50と回路基板70との接続構造を示す模式的側面図である。図7には、FPC基板50の一の端子部T1と回路基板70の一の端子部T2との接続構造が示される。
FIG. 7 is a schematic side view showing a connection structure between the
図7に示すように、FPC基板50の各端子部T1には孔部54が形成され、回路基板70の各端子部T2には孔部74が形成される。また、各端子部T1と各端子部T2との間における蓋部材60の部分には孔部67が形成される。各端子部T1と各端子部T2との間に接続部材PHが取り付けられる。接続部材PHは、第1の接続部材の例である。本実施の形態では、接続部材PHとしてピンヘッダが用いられる。接続部材PHは、下方に突出するピンPN1および上方に突出するピンPN2を有する。ピンPN1,PN2は互いに一体に1本のピンで構成される。なお、ピンPN1,PN2が電気的に接続されていれば、ピンPN1,PN2が別体であってもよい。接続部材PHのピンPN1がFPC基板50の上方からFPC基板50の孔部54に挿入され、接続部材PHのピンPN2が蓋部材60の下方から蓋部材60の孔部67および回路基板70の孔部74に挿入される。その状態で、半田SOによって接続部材PHのピンPN1がFPCの端子部T1に接続され、ピンPN2が回路基板70の端子部T2に接続される。
As shown in FIG. 7, a
これにより、FPC基板50の各端子部T1が回路基板70の対応する端子部T2に電気的に接続される。その結果、複数のバスバー40,40aがFPC基板50を介して回路基板50上の電圧検出回路71(図6)および後述の複数の放電部DU(図8)にそれぞれ接続される。
Accordingly, each terminal portion T1 of the
なお、電圧検出回路71と各バッテリセル10の端子10a,10bとの間の接続経路にねじ止めによる接続箇所が存在すると、接触抵抗のばらつきにより、電圧検出回路71による端子電圧の検出精度が低下することがある。例えば、FPC基板50がねじ止めによって各バッテリセル10の端子10a,10bに接続される場合、電圧検出線51と端子10a,10bとの間の接触抵抗にばらつきが生じる。そのため、電圧検出回路71が各バッテリセル10の端子電圧を正確に検出することができない。
In addition, if there is a connection portion by screwing in the connection path between the
本実施の形態では、電圧検出回路71と各バッテリセル10の端子10a,10bとの間の接続経路にねじ止めによる接続箇所が存在しない。そのため、接触抵抗のばらつきが生じることが防止され、電圧検出回路71による端子電圧の検出精度の低下が防止される。
In the present embodiment, there is no connection location by screwing in the connection path between the
(1−4)均等化処理
複数のバッテリセル10の充電状態にばらつきがあると、各バッテリセル10の充放電の範囲が制限される。それにより、各バッテリセル10の本来的な容量を十分に使用することができない。そこで、バッテリモジュール100においては、複数のバッテリセル10の充電状態を均等化するための均等化処理が行われる。ここで、充電状態とは、例えばSOC(充電率)、残容量、開放電圧、放電深度(DOD)、電流積算値または蓄電量差をいう。(1-4) Equalization processing If there are variations in the state of charge of the plurality of
図8は、複数のバッテリセル10と回路基板70との電気的接続について説明するための回路図である。図8に示すように、各バッテリセル10の両端子は、バスバー40,40a、中継線55aおよび電圧検出線51を介して電圧検出回路71に接続される。電圧検出回路71により、各バッテリセル10の端子電圧が検出される。
FIG. 8 is a circuit diagram for explaining the electrical connection between the plurality of
回路基板70上には、複数のバッテリセル10に対応して複数の放電部DUが設けられる。各放電部DUは、抵抗Rおよびスイッチング素子SWからなる直列回路により構成される。各バッテリセル10の両端子は、バスバー40,40a、中継線55bおよび放電線52を介して、対応する放電部DUに接続される。
On the
電圧検出回路71は、検出された各バッテリセル10の端子電圧に基づいて、各スイッチング素子SWのオンオフを制御する。具体的には、一のバッテリセル10の端子電圧が他のバッテリセル10の端子電圧よりも高い場合、一のバッテリセル10に対応する放電部DUのスイッチング素子SWがオンされる。それにより、一のバッテリセル10に充電された電荷が抵抗Rを通して放電される。一のバッテリセル10の端子電圧が他のバッテリセル10の端子電圧と略等しくなるまで低下すると、一のバッテリセル10に対応する放電部DUのスイッチング素子SWがオフされる。上記の動作が繰り返されることにより、複数のバッテリセル10の端子電圧が均等化される。
The
ここで、均等化処理のための回路構成として、バスバー40,40aの各々が中継線55aおよび電圧検出線51を介して対応する放電部DUに接続される構成が考えられる。しかしながら、その場合には、均等化処理時に電圧検出線51に電流が流れる。それにより、電圧検出線51の抵抗による電圧降下が発生し、電圧検出回路71が各バッテリセル10の端子電圧を正確に検出することができない。そこで、本実施の形態では、電圧検出線51とは別個に放電線52が設けられ、バスバー40,40aの各々が放電線52を介して放電部DUに接続される。それにより、均等化処理時に、電圧検出線51において電圧降下が発生しない。その結果、各バッテリセル10の端子電圧が正確に検出される。
Here, as a circuit configuration for the equalization processing, a configuration in which each of the bus bars 40 and 40a is connected to the corresponding discharge unit DU via the
本実施の形態では、複数の放電部DUが回路基板70に設けられるが、これに限らない。複数の放電部DUがFPC基板50に設けられてもよく、または複数の放電部DUが蓋部材60上に設けられてもよい。また、各バッテリセル10の充放電制御を適正に行うことが可能であれば、電圧検出線51と放電線52とが同一であってもよい。
In the present embodiment, the plurality of discharge units DU are provided on the
(1−5)効果
本実施の形態に係るバッテリモジュール100においては、蓋部材60に重なるように一対のFPC基板50および回路基板70が配置され、接続部材PHを介して一対のFPC基板50が回路基板70に接続される。それにより、簡単な構成で一対のFPC基板50が回路基板70に接続される。したがって、バッテリモジュール100の構成が簡素化される。(1-5) Effect In the
また、本実施の形態では、複数のバスバー40,40a、FPC基板50および回路基板70が蓋部材60に取り付けられる。そのため、複数のバスバー40,40a、FPC基板50、蓋部材60および回路基板70を一体的にバッテリブロック10BBに取り付けることができる。それにより、バッテリモジュール100の組み立てが容易になる。
In the present embodiment, the plurality of bus bars 40, 40 a, the
また、本実施の形態では、FPC基板50が蓋部材60の裏面に重なるように配置されるとともに回路基板70が蓋部材60の表面に重なるように配置される。そのため、FPC基板50、蓋部材60および回路基板70をバッテリブロック10BB上にコンパクトに配置することができる。それにより、バッテリモジュール100の大型化が抑制される。さらに、蓋部材60を貫通するように接続部材PHが設けられるので、蓋部材60を迂回するように他の配線部材を設ける必要がない。そのため、バッテリモジュール100の構成の複雑化が抑制されるとともに、バッテリモジュール100の組み立てがより容易になる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態では、FPC基板50と回路基板70とが別個に設けられるので、回路基板70の形状および大きさを任意に変更することができる。そのため、回路基板70を無駄に大きくすることなく必要な大きさに設定することができる。したがって、バッテリモジュール100の小型化および軽量化が可能となる。
In the present embodiment, since the
また、本実施の形態では、FPC基板50、蓋部材60および回路基板70が一体化された複合体が用いられるので、各バッテリセル10と回路基板70との間における配線作業の簡略化が可能となる。
In the present embodiment, since a composite body in which the
(1−6)
このように、本実施の形態に係るバッテリモジュールは、複数のバッテリセルを含み、複数のバッテリセルの端子が配置される端子面を有するバッテリブロックと、バッテリブロックの端子面上に配置される蓋部材と、蓋部材に重なるように配置され、複数のバッテリセルの端子電圧を検出するための電圧検出回路を有する回路基板と、蓋部材に重なるように配置され、複数のバッテリセルの端子に電気的に接続される配線部材と、回路基板と配線部材とを電気的に接続する第1の接続部材とを備える。ここで、蓋部材に重なるように配置されるとは、蓋部材の任意の領域を覆うように配置されることをいう。(1-6)
Thus, the battery module according to the present embodiment includes a plurality of battery cells, a battery block having a terminal surface on which terminals of the plurality of battery cells are disposed, and a lid disposed on the terminal surface of the battery block. A circuit board having a voltage detection circuit for detecting a terminal voltage of the plurality of battery cells, and a member disposed on the lid member, and disposed on the lid member to electrically connect the terminals of the plurality of battery cells. A wiring member that is electrically connected, and a first connection member that electrically connects the circuit board and the wiring member. Here, being arranged so as to overlap the lid member means being arranged so as to cover an arbitrary region of the lid member.
そのバッテリモジュールにおいては、バッテリブロックの端子面に複数のバッテリセルの端子が配置される。バッテリブロックの端子面上に蓋部材が配置される。蓋部材に重なるように、回路基板および配線部材が配置される。この場合、回路基板の一部のみが蓋部材に重なってもよく、または回路基板の全体が蓋部材に重なってもよい。また、配線部材の一部のみが蓋部材に重なってもよく、または配線部材の全体が蓋部材に重なってもよい。また、蓋部材、回路基板および配線部材は、いかなる順序で配置されてもよい。すなわち、本例では、配線部材がバッテリブロックに最も近く、蓋部材がバッテリブロックに2番目に近く、回路基板がバッテリブロックから最も遠くなるように、蓋部材、回路基板および配線部材が配置されるが、これに限らない。また、図14の例のように、蓋部材がバッテリブロックに最も近く、配線部材がバッテリブロックに2番目に近く、回路基板がバッテリブロックから最も遠くなるように、蓋部材、回路基板および配線部材が配置されてもよい。図16の例のように、回路基板がバッテリブロックに最も近く、配線部材がバッテリブロックに2番目に近く、蓋部材がバッテリブロックから最も遠くなるように、蓋部材、回路基板および配線部材が配置されてもよい。また、回路基板および配線部材が互いに重ならなくてもよい。 In the battery module, terminals of a plurality of battery cells are arranged on the terminal surface of the battery block. A lid member is disposed on the terminal surface of the battery block. The circuit board and the wiring member are arranged so as to overlap the lid member. In this case, only a part of the circuit board may overlap the lid member, or the entire circuit board may overlap the lid member. Further, only a part of the wiring member may overlap the lid member, or the entire wiring member may overlap the lid member. Further, the lid member, the circuit board, and the wiring member may be arranged in any order. That is, in this example, the lid member, the circuit board, and the wiring member are arranged so that the wiring member is closest to the battery block, the lid member is second closest to the battery block, and the circuit board is farthest from the battery block. However, it is not limited to this. Further, as in the example of FIG. 14, the lid member, the circuit board, and the wiring member so that the lid member is closest to the battery block, the wiring member is second closest to the battery block, and the circuit board is farthest from the battery block. May be arranged. As in the example of FIG. 16, the lid member, the circuit board, and the wiring member are arranged so that the circuit board is closest to the battery block, the wiring member is second closest to the battery block, and the lid member is farthest from the battery block. May be. Further, the circuit board and the wiring member may not overlap each other.
配線部材は複数のバッテリセルの端子に電気的に接続される。回路基板と配線部材とが第1の接続部材により電気的に接続される。これにより、複数のバッテリセルの端子が回路基板に電気的に接続される。回路基板の電圧検出回路により、複数のバッテリセルの端子電圧が検出される。 The wiring member is electrically connected to the terminals of the plurality of battery cells. The circuit board and the wiring member are electrically connected by the first connecting member. Thereby, the terminals of the plurality of battery cells are electrically connected to the circuit board. The terminal voltage of the plurality of battery cells is detected by the voltage detection circuit on the circuit board.
このように、蓋部材に重なるように配置された回路基板および配線部材が第1の接続部材により接続される。それにより、簡単な構成で回路基板および配線部材が接続される。したがって、バッテリモジュールの構成が簡素化される。また、回路基板、配線部材および蓋部材を一体的にバッテリブロックに取り付けることが可能になる。それにより、バッテリモジュールの組み立てが容易になる。 In this way, the circuit board and the wiring member arranged so as to overlap the lid member are connected by the first connecting member. Thereby, the circuit board and the wiring member are connected with a simple configuration. Therefore, the configuration of the battery module is simplified. In addition, the circuit board, the wiring member, and the lid member can be integrally attached to the battery block. This facilitates the assembly of the battery module.
また、蓋部材は、バッテリブロックの端子面に対向する第1の面およびその反対側の第2の面を有し、回路基板は、蓋部材の第2の面に重なるように配置され、配線部材は、蓋部材の第1の面に重なるように配置され、第1の接続部材は、蓋部材を貫通するように設けられる。 The lid member has a first surface facing the terminal surface of the battery block and a second surface opposite to the first surface, and the circuit board is disposed so as to overlap the second surface of the lid member. The member is disposed so as to overlap the first surface of the lid member, and the first connection member is provided so as to penetrate the lid member.
この場合、回路基板、配線部材および蓋部材をバッテリブロック上にコンパクトに配置することができる。これにより、バッテリモジュールの大型化が抑制される。また、蓋部材を貫通するように第1の接続部材が設けられるので、回路基板および配線部材を簡単な構成で容易に接続することができる。 In this case, the circuit board, the wiring member, and the lid member can be compactly arranged on the battery block. Thereby, the enlargement of a battery module is suppressed. Further, since the first connecting member is provided so as to penetrate the lid member, the circuit board and the wiring member can be easily connected with a simple configuration.
また、バッテリモジュールは、複数のバッテリセルの端子を電気的に接続する第2の接続部材をさらに備え、配線部材は、第2の接続部材に接続される。この場合、配線部材を複数のバッテリセルの端子に容易に電気的に接続することができる。 The battery module further includes a second connection member that electrically connects the terminals of the plurality of battery cells, and the wiring member is connected to the second connection member. In this case, the wiring member can be easily electrically connected to the terminals of the plurality of battery cells.
また、第2の接続部材は、蓋部材に固定される。この場合、第2の接続部材の取り扱いが容易になる。それにより、バッテリモジュールの組み立てがより容易になる。 The second connecting member is fixed to the lid member. In this case, the second connecting member can be easily handled. Thereby, the assembly of the battery module becomes easier.
(1−7)変形例
(1−7−1)他の接続構造
図9は、FPC基板50と回路基板70との他の接続構造を示す模式的断面図である。図9の例について、図7の例と異なる点を説明する。図9の例では、蓋部材60を貫通するようにコネクタCN1が設けられる。コネクタCN1には、FPC基板50の一端が接続される。また、回路基板70の下面にコネクタCN2が設けられる。コネクタCN2は、電圧検出回路71(図6)および複数の放電部DU(図8)に電気的に接続される。コネクタCN1,CN2が互いに接続されることにより、FPC基板50の各電圧検出線51が回路基板70上の電圧検出回路71に接続され、各放電線52が対応する放電部DUに接続される。(1-7) Modified Example (1-7-1) Other Connection Structure FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing another connection structure between the
本例では、FPC基板50を回路基板70により容易に接続することができる。それにより、バッテリモジュール100の組み立てがより容易になる。
In this example, the
(1−7−2)電圧検出線および放電線の他の例
上記実施の形態では、複数の電圧検出線51および複数の放電線52を含むFPC基板50が配線部材として用いられるが、これに限らず、他の配線部材が用いられてもよい。例えば、複数の電圧検出線51および複数の放電線52を含むハーネスが配線部材として用いられてもよい。図10は、複数の電圧検出線51および複数の放電線52を含むハーネスと回路基板70との接続構造を示す模式的断面図である。図10の例について、図7の例と異なる点を説明する。(1-7-2) Other Examples of Voltage Detection Line and Discharge Line In the above embodiment, the
図10の例では、複数の電圧検出線51および複数の放電線52が互いに束ねられてハーネスHNが構成される。ハーネスHNの一端にコネクタCN3が設けられる。複数の電圧検出線51および複数の放電線52の一端はコネクタCN3にそれぞれ接続される。複数の電圧検出線51および複数の放電線52の他端は、複数のバッテリセル40,40aにそれぞれ接続される。
In the example of FIG. 10, a plurality of
コネクタCN3には、複数の電圧検出線51および複数の放電線52にそれぞれ対応する複数のピンPN3が上方に突出するように設けられる。図10には1つのピンPN3のみが示される。コネクタCN1の複数のピンPN3が蓋部材60の下方から蓋部材60の複数の孔部67および回路基板70の複数の孔部74に挿入される。その状態で、半田SOによって複数のピンPN3が回路基板70の複数の端子部T2に接続される。これにより、複数の電圧検出線51および複数の放電線52が回路基板70の対応する端子部T2に電気的に接続される。
The connector CN3 is provided with a plurality of pins PN3 respectively corresponding to the plurality of
本例では、複数の電圧検出線51および複数の放電線52が互いに束ねられてハーネスHNとして用いられるが、例えば電圧検出線51および放電線52の数が比較的少ない場合には、複数の電圧検出線51および複数の放電線52が互いに束ねられずにそれぞれ個別に被覆された線として用いられてもよい。この場合、いずれかの電圧検出線51またはいずれかの放電線52が破損したときに、破損した電圧検出線51または放電線52のみを個別に交換することができる。
In this example, a plurality of
(1−7−3)通信用コネクタの他の例
図11は、通信用コネクタ73の他の例を示す模式的側面図である。図11の例について、上記実施の形態と異なる点を説明する。図11の例では、蓋部材60のY方向における長さが、バッテリブロック10BBのY方向における長さよりも大きい。そのため、蓋部材60の一端がバッテリブロック10BBの上面からはみ出すように、蓋部材60がバッテリブロック10BB上に配置される。以下、バッテリブロック10BBの上面かからはみ出した蓋部材60の領域をはみ出し領域PRと呼ぶ。回路基板70は、蓋部材60のはみ出し領域PR上に延びるように設けられる。回路基板70の一端から蓋部材60のはみ出し領域PRを貫通して、下方に突出するように一対の通信用コネクタ73が設けられる。図11には、一方の通信用コネクタ73のみが示される。(1-7-3) Another Example of Communication Connector FIG. 11 is a schematic side view showing another example of the
このように、回路基板70の下面に通信用コネクタ73が設けられることにより、バッテリモジュール100の高さを低くすることができる。それにより、バッテリモジュール100の占有スペースを削減することができる。
Thus, by providing the
(1−7−4)樹脂層
FPC基板50および回路基板70が接続部材PH(図7)により互いに接続された状態で、FPC基板50、蓋部材60、回路基板70および接続部材PHが樹脂により一体化されてもよい。図12および図13は、FPC基板50、蓋部材60、回路基板70および接続部材PHが樹脂により一体化された例を示す図である。図12は、FPC基板50および回路基板70が取り付けられた蓋部材60を下方から見た図であり、図13は、FPC基板50および回路基板70が取り付けられた蓋部材60を下方から見た図である。(1-7-4) Resin Layer With the
図12に示すように、一対のFPC基板50を覆うように、蓋部材60の裏面上に樹脂層80aが形成される。また、図13に示すように、通信用コネクタ73を除く回路基板70の部分を覆うように、蓋部材60の表面上に樹脂層80bが形成される。これにより、FPC基板50、蓋部材60、回路基板70および接続部材PHが一体化される。
As shown in FIG. 12, a
この場合、FPC基板50、回路基板70および接続部材PHの導体部分に結露が発生することが防止される。それにより、FPC基板50、回路基板70および接続部材PHにおいて短絡が発生することが防止される。また、FPC基板50、回路基板70および接続部材PHが蓋部材60に確実に固定されるので、FPC基板50、回路基板70および接続部材PHの取り扱いがより容易となる。
In this case, dew condensation is prevented from occurring on the conductor portions of the
このように、本例では、蓋部材、回路基板、配線部材および第1の接続部材は、樹脂により一体化される。この場合、回路基板、配線部材および第1の接続部材の取り扱いが容易になる。それにより、バッテリモジュールの組み立てがより容易になる。 Thus, in this example, the lid member, the circuit board, the wiring member, and the first connecting member are integrated with resin. In this case, handling of the circuit board, the wiring member, and the first connecting member is facilitated. Thereby, the assembly of the battery module becomes easier.
FPC基板50または回路基板70において結露対策が施されていれば、樹脂層80aまたは樹脂層80bの一方のみが設けられてもよい。また、蓋部材60の裏面上において、電極接続孔41を除く複数のバスバー40,40aの部分が樹脂層80aによりさらに覆われてもよい。この場合、複数のバスバー40,40a間で短絡が生じることが防止される。また、複数のバスバー40,40aが蓋部材60に確実に固定されるので、複数のバスバー40,40aの取り扱いがより容易となる。
If the
なお、図9の例において、コネクタCN1,CN2を覆うように樹脂層が形成されてもよい。また、図10の例において、ハーネスHNを覆うように樹脂層が形成されてもよい。 In the example of FIG. 9, a resin layer may be formed so as to cover the connectors CN1 and CN2. In the example of FIG. 10, a resin layer may be formed so as to cover the harness HN.
(2)第2の実施の形態
本発明の第2の実施の形態に係るバッテリモジュール100について、上記第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。(2) Second Embodiment
(2−1)構成
図14は、第2の実施の形態に係るバッテリモジュール100の構成を示す分解斜視図である。図14のバッテリモジュール100においては、複数のバスバー40,40aおよび一対のFPC基板50が蓋部材60の上面に配置される。この場合、蓋部材60の裏面が上方に向けられる。本実施の形態において、蓋部材60の表面は蓋部材の第1の面の例であり、蓋部材60の裏面は蓋部材の第2の面の例である。ダクト溝68(図2)は、蓋部材60の表面に形成される。(2-1) Configuration FIG. 14 is an exploded perspective view showing the configuration of the
図15は、図14のバッテリモジュール100におけるFPC基板50と回路基板70との接続構造を示す模式的断面図である。図15に示すように、FPC基板50の上方から接続部材PHのピンPN1がFPC基板50の孔部54に挿入され、回路基板70の下方から接続部材PHのピンPN2が回路基板70の孔部74に挿入される。その状態で、半田SOによって接続部材PHのピンPN1がFPC基板50の端子部T1に接続され、ピンPN2が回路基板70の端子部T2に接続される。これにより、FPC基板50の各端子部T1が回路基板70の対応する端子部T2に電気的に接続される。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing a connection structure between the
(2−2)効果
本実施の形態に係るバッテリモジュール100においても、上記第1の実施の形態と同様に、バッテリモジュール100の構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュール100の組み立てが容易になる。また、FPC基板50、蓋部材60および回路基板70をバッテリブロック10BB上にコンパクトに配置することができる。さらに、各バッテリセル10と回路基板70との間における配線作業の簡略化が可能となる。(2-2) Effects Also in the
図14および図15のバッテリモジュール100において、図9の例と同様の接続構造によりFPC基板50が回路基板70に接続されてもよく、または、図10の例と同様にFPC基板50の代わりにハーネスHNが用いられてもよい。また、図11の例と同様に回路基板70の下面に通信用コネクタ73が設けられてもよい。さらに、図12および図13の例と同様に、FPC基板50、蓋部材60、回路基板70および接続部材PHが樹脂により一体化されてもよい。
14 and 15, the
(2−3)
このように、本実施の形態では、蓋部材は、バッテリブロックの端子面に対向する第1の面およびその反対側の第2の面を有し、回路基板は、蓋部材の第2の面に重なるように配置され、配線部材は、蓋部材の第2の面に重なるように蓋部材と回路基板との間に配置される。ここで、蓋部材の第1の面に重なるように配置されるとは、蓋部材の第1の面の少なくとも一部を覆うように配置されることを意味する。同様に、蓋部材の第2の面に重なるように配置されるとは、蓋部材の第2の面の少なくとも一部を覆うように配置されることを意味する。(2-3)
Thus, in the present embodiment, the lid member has the first surface facing the terminal surface of the battery block and the second surface on the opposite side, and the circuit board is the second surface of the lid member. The wiring member is disposed between the lid member and the circuit board so as to overlap the second surface of the lid member. Here, being arranged so as to overlap the first surface of the lid member means being arranged so as to cover at least a part of the first surface of the lid member. Similarly, being arranged so as to overlap the second surface of the lid member means that it is arranged so as to cover at least a part of the second surface of the lid member.
この場合、回路基板、配線部材および蓋部材をバッテリブロック上にコンパクトに配置することができる。それにより、バッテリモジュールの大型化が抑制される。また、回路基板と配線部材との間に蓋部材が配置されないので、回路基板および配線部材を簡単な構成で容易に接続することができる。 In this case, the circuit board, the wiring member, and the lid member can be compactly arranged on the battery block. Thereby, the enlargement of a battery module is suppressed. In addition, since the lid member is not disposed between the circuit board and the wiring member, the circuit board and the wiring member can be easily connected with a simple configuration.
(3)第3の実施の形態
本発明の第3の実施の形態に係るバッテリモジュール100について、上記第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。(3) Third Embodiment
(3−1)構成
図16は、第3の実施の形態に係るバッテリモジュール100の構成を示す分解斜視図である。図16のバッテリモジュール100においては、回路基板70が蓋部材60の下面に重なるように一対のFPC基板50の下方に配置される。本実施の形態において、蓋部材60の裏面は蓋部材の第1の面の例であり、蓋部材60の表面は蓋部材の第2の面の例である。本実施の形態では、ダクト溝68(図2)は設けられなくてもよい。(3-1) Configuration FIG. 16 is an exploded perspective view showing the configuration of the
図17は、図16のバッテリモジュール100におけるFPC基板50と回路基板70との接続構造を示す模式的断面図である。図17に示すように、回路基板70の上方から接続部材PHのピンPN1が回路基板70の孔部74に挿入され、FPC基板50の下方から接続部材PHのピンPN2がFPC基板50の孔部54に挿入される。その状態で、半田SOによって接続部材PHのピンPN1が回路基板70の端子部T2に接続され、ピンPN2がFPC基板50の端子部T1に接続される。これにより、FPC基板50の各端子部T1が回路基板70の対応する端子部T2に電気的に接続される。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing a connection structure between the
(3−2)効果
本実施の形態に係るバッテリモジュール100においても、上記第1の実施の形態と同様に、バッテリモジュール100の構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュール100の組み立てが容易になる。また、FPC基板50、蓋部材60および回路基板70をバッテリブロック10BB上にコンパクトに配置することができる。さらに、各バッテリセル10と回路基板70との間における配線作業の簡略化が可能となる。(3-2) Effects Also in the
図16および図17のバッテリモジュール100において、図9の例と同様の接続構造によりFPC基板50が回路基板70に接続されてもよく、または、図10の例と同様にFPC基板50の代わりにハーネスHNが用いられてもよい。また、図11の例と同様に回路基板70の下面に通信用コネクタ73が設けられてもよい。さらに、図12および図13の例と同様に、FPC基板50、蓋部材60、回路基板70および接続部材PHが樹脂により一体化されてもよい。
In the
(3−3)
このように、本実施の形態では、蓋部材は、バッテリブロックの端子面に対向する第1の面およびその反対側の第2の面を有し、回路基板は、蓋部材の第1の面に重なるように配置され、配線部材は、蓋部材の第1の面に重なるように蓋部材と回路基板との間に配置される。(3-3)
Thus, in the present embodiment, the lid member has the first surface facing the terminal surface of the battery block and the second surface opposite to the first surface, and the circuit board is the first surface of the lid member. The wiring member is disposed between the lid member and the circuit board so as to overlap the first surface of the lid member.
この場合、回路基板、配線部材および蓋部材をバッテリブロック上にコンパクトに配置することができる。それにより、バッテリモジュールの大型化が抑制される。また、回路基板と配線部材との間に蓋部材が配置されないので、回路基板および配線部材を簡単な構成で容易に接続することができる。 In this case, the circuit board, the wiring member, and the lid member can be compactly arranged on the battery block. Thereby, the enlargement of a battery module is suppressed. In addition, since the lid member is not disposed between the circuit board and the wiring member, the circuit board and the wiring member can be easily connected with a simple configuration.
(4)第4の実施の形態
本発明の第4の実施の形態に係るバッテリモジュール100について、上記第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と異なる点を説明する。(4) 4th Embodiment About the
(4−1)構成
図18は、第4の実施の形態に係るバッテリモジュール100の構成を示す分解斜視図である。本実施の形態では、ケーシングCA内にバッテリブロック10BBが収納される。ケーシングCAの上部は開口している。ケーシングCAの開口を閉塞するように蓋部材60がケーシングCAに嵌合された状態で取り付けられる。これにより、バッテリブロック10BBを収納するバッテリボックスBBが形成される。ここで、蓋部材60は、ねじ止めまたは接着剤等によりケーシングCAに取り付けられてもよい。これにより、蓋部材60をケーシングCAに確実に固定することができる。また、蓋部材60はケーシングCAに嵌合されなくてもよい。(4-1) Configuration FIG. 18 is an exploded perspective view showing the configuration of the
(4−2)効果
本実施の形態では、バッテリブロック10BBを収納するバッテリボックスBBが形成されることにより、バッテリモジュール100の強度が向上する。また、バッテリモジュール100のバッテリブロック10BBがバッテリボックスBBのケーシングCAに固定されるとともに、蓋部材60がケーシングCAに嵌合するので、バッテリブロック10BBと蓋部材60とを確実に固定することができる。(4-2) Effects In the present embodiment, the strength of the
また、ケーシングCAおよび蓋部材60によりバッテリブロック10BBが外部から遮蔽されるので、バッテリブロック10BBに外部からの物理的負荷が加わることが防止される。それにより、バッテリブロック10BBの変形および破損等が防止される。
Further, since battery block 10BB is shielded from the outside by casing CA and
(4−3)変形例
また、本例において、ケーシングCAの開口が蓋部材60により閉塞されている。そのため、バッテリボックスBB内が樹脂によりモールドされてもよい。この場合、バッテリセル10の結露を防止することができる。また、バッテリボックスBB内にモールドされた樹脂は、バッテリモジュール100の熱伝導特性に影響を及ぼすことができる。例えば、バッテリボックスBB内を空気よりも高い熱伝導率を有する樹脂でモールドすることにより、バッテリボックスBB内の熱を外部に放出することができる。一方、バッテリボックスBB内を空気よりも低い熱伝導率を有する樹脂でモールドすることにより、外部からバッテリボックスBB内への熱の流入を遮断することができる。(4-3) Modified Example In this example, the opening of the casing CA is closed by the
また、バッテリボックスBB内は、閉鎖されているため、ケーシングCAおよび蓋部材60の少なくとも一方に孔部を設けることにより、バッテリボックスBB内の排気を行うことができる。この場合、バッテリモジュール100にガスダクト30が設けられなくてもよい。
Further, since the inside of the battery box BB is closed, the inside of the battery box BB can be exhausted by providing a hole in at least one of the casing CA and the
本例では、上記第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100を含むバッテリボックスBBが形成されるが、同様にして、上記第2または第3の実施の形態に係るバッテリモジュール100を含むバッテリボックスBBが形成されてもよい。
In this example, the battery box BB including the
(5)第5の実施の形態
本発明の第5の実施の形態に係るバッテリシステムについて説明する。本実施の形態に係るバッテリシステムは、上記第1、第2または第3の実施の形態に係るバッテリモジュール100を備える。(5) Fifth Embodiment A battery system according to a fifth embodiment of the present invention will be described. The battery system according to the present embodiment includes the
(5−1)構成
図19は、第5の実施の形態に係るバッテリシステムの構成を示す模式的平面図である。図19に示すように、バッテリシステム500は、バッテリモジュール100a,100b,100c,100d、バッテリECU101、コンタクタ102、HV(High Voltage;高圧)コネクタ520およびサービスプラグ530を含む。バッテリモジュール100a〜100dは、第1の実施の形態に係るバッテリモジュール100と同様の構成を有する。なお、バッテリモジュール100a〜100dとして、第2または第3の実施の形態に係るバッテリモジュール100を用いてもよい。また、バッテリモジュール100a〜100dの各々のバッテリブロック10BBが、上記第4の実施の形態のようにバッテリボックスBBに収納されてもよい。また、各バッテリモジュール100a〜100dの数および配置は、本例に限定されず、適宜変更可能である。(5-1) Configuration FIG. 19 is a schematic plan view showing the configuration of the battery system according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 19, the
以下の説明では、バッテリモジュール100a〜100dの各々において、最も高電位の端子10aを高電位端子10Aと呼び、最も低電位の端子10bを低電位端子10Bと呼ぶ。また、高電位端子10Aを有するバッテリセル10を高電位セル10と呼び、低電位端子10Bを有するバッテリセル10を低電位セル10と呼ぶ。
In the following description, in each of the
バッテリモジュール100a〜100d、バッテリECU101、コンタクタ102、HVコネクタ520およびサービスプラグ530は、箱型のケーシング550内に収容される。ケーシング550は、側面部550a,550b,550c,550dを有する。側面部550a,550cは互いに平行であり、側面部550b,550dは互いに平行でありかつ側面部550a,550cに対して垂直である。
The
ケーシング550内において、バッテリモジュール100a,100bが側面部550aに沿って一列に並ぶように配置される。この場合、バッテリモジュール100aの低電位セル10とバッテリモジュール100bの高電位セル10とが互いに間隔をおいて向き合うように、バッテリモジュール100a,100bが配置される。バッテリモジュール100aの高電位セル10は側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100bの低電位セル10は側面部550bに向けられる。
In the
バッテリモジュール100a,100bに並列に、バッテリモジュール100c,100dが一列に並ぶように配置される。この場合、バッテリモジュール100cの高電位セル10とバッテリモジュール100dの低電位セル10が互いに間隔をおいて向き合うように、バッテリモジュール100c,100dが配置される。バッテリモジュール100cの低電位セル10は側面部550dに向けられ、バッテリモジュール100dの高電位セル10は側面部550bに向けられる。バッテリモジュール100c,100dと側面部550cとの間の領域に、バッテリECU101、サービスプラグ530、HVコネクタ520およびコンタクタ102がこの順で側面部550dから側面部550bへ並ぶように配置される。
The
バッテリモジュール100aの低電位端子10Bに取り付けられたバスバー40aに電力線D1の一端が接続される。バッテリモジュール100bの高電位端子10Aに取り付けられたバスバー40aに電力線D1の他端が接続される。これにより、バッテリモジュール100aの低電位端子10Bとバッテリモジュール100bの高電位端子10Aとが互いに電気的に接続される。電力線D1,D2および後述の電力線D3〜D6としては、例えばハーネスまたはリード線等が用いられる。
One end of the power line D1 is connected to the
バッテリモジュール100cの高電位端子10Aに取り付けられたバスバー40aに電力線D2の一端が接続される。バッテリモジュール100dの低電位端子10Bに取り付けられたバスバー40aに電力線D2の他端が接続される。これにより、バッテリモジュール100cの高電位端子10Aとバッテリモジュール100dの低電位端子10Bとが互いに電気的に接続される。
One end of the power line D2 is connected to the
バッテリモジュール100aの高電位端子10Aに取り付けられたバスバー40aに、電力線D3の一端が接続される。バッテリモジュール100cの低電位端子10Bに取り付けられたバスバー40aに、電力線D4の一端が接続される。電力線D3,D4の他端はサービスプラグ530に接続される。
One end of the power line D3 is connected to the
サービスプラグ530がオンされた状態では、バッテリモジュール100a,100b,100c,100dが直列接続される。この場合、バッテリモジュール100dの高電位端子10Aの電位が最も高く、バッテリモジュール100bの低電位端子10Bの電位が最も低い。
When the
サービスプラグ530は、例えばバッテリシステム500のメンテナンス時に作業者によりオフされる。サービスプラグ530がオフされた場合には、バッテリモジュール100a,100bからなる直列回路とバッテリモジュール100c,100dからなる直列回路とが電気的に分離される。この場合、複数のバッテリモジュール100a〜100d間の電流経路が遮断される。これにより、メンテナンス時の安全性が確保される。
The
バッテリモジュール100bの低電位端子10Bに取り付けられたバスバー40aに、電力線D5の一端が接続される。バッテリモジュール100dの高電位端子10Aに取り付けられたバスバー40aに、電力線D6の一端が接続される。電力線D5,D6の他端はコンタクタ102に接続される。コンタクタ102は、電力線D7,D8を介してHVコネクタ520に接続される。HVコネクタ520は、外部負荷に接続される。
One end of the power line D5 is connected to the
コンタクタ102がオンされた状態では、バッテリモジュール100bが電力線D5,D7を介してHVコネクタ520に接続されるとともに、バッテリモジュール100dが電力線D6,D8を介してHVコネクタ520に接続される。それにより、バッテリモジュール100a〜100dから負荷に電力が供給される。また、コンタクタ102がオンされた状態で、バッテリモジュール100a〜100dの充電が行われる。コンタクタ102がオフされると、バッテリモジュール100bとHVコネクタ520との接続およびバッテリモジュール100dとHVコネクタ520との接続が遮断される。
When the
バッテリシステム500のメンテナンス時には、サービスプラグ530とともにコンタクタ102も作業者によりオフされる。この場合、複数のバッテリモジュール100a〜100d間の電流経路が確実に遮断される。これにより、メンテナンス時の安全性が十分に確保される。また、各バッテリモジュール100a〜100dの電圧が互いに等しい場合には、バッテリモジュール100a,100bからなる直列回路の総電圧とバッテリモジュール100c,100dからなる直列回路の総電圧とが等しくなる。そのため、メンテナンス時にバッテリシステム500内に高い電圧が発生することが防止される。
At the time of maintenance of the
バッテリモジュール100aの回路基板70に設けられた一方の通信用コネクタ73(図6または図11参照)に通信線P1の一端が接続される。バッテリモジュール100bの回路基板70に設けられた一方の通信用コネクタ73に通信線P1の他端が接続される。これにより、バッテリモジュール100aの通信回路72(図6)とバッテリモジュール100bの通信回路72とが通信可能に接続される。
One end of the communication line P1 is connected to one communication connector 73 (see FIG. 6 or 11) provided on the
バッテリモジュール100aの回路基板70に設けられた他方の通信用コネクタ73(図6または図11参照)に通信線P2の一端が接続される。バッテリモジュール100cの回路基板70に設けられた一方の通信用コネクタ73に通信線P2の他端が接続される。これにより、バッテリモジュール100aの通信回路72(図6)とバッテリモジュール100cの通信回路72とが通信可能に接続される。
One end of the communication line P2 is connected to the other communication connector 73 (see FIG. 6 or 11) provided on the
バッテリモジュール100cの回路基板70に設けられた他方の通信用コネクタ73(図6または図11参照)に通信線P3の一端が接続される。バッテリモジュール100dの回路基板70に設けられた一方の通信用コネクタ73に通信線P3の他端が接続される。これにより、バッテリモジュール100cの通信回路72(図6)とバッテリモジュール100dの通信回路72とが通信可能に接続される。
One end of the communication line P3 is connected to the other communication connector 73 (see FIG. 6 or 11) provided on the
バッテリモジュール100dの回路基板70に設けられた他方の通信用コネクタ73(図6または図11参照)に通信線P4の一端が接続される。通信線P4の他端は、バッテリECU101に接続される。通信線P1〜P4によりバスが構成される。通信線P1〜P4としては、例えばハーネスが用いられる。
One end of the communication line P4 is connected to the other communication connector 73 (see FIG. 6 or 11) provided on the
通信線P1〜P4を介して、バッテリモジュール100a〜100dの通信回路72およびバッテリECU101の間で通信が行われる。各通信回路72は、各バッテリセル10に関する情報(例えば、端子電圧、電流および温度等)を他の通信回路72またはバッテリECU101に与える。以下、バッテリセル10に関する情報をセル情報と呼ぶ。
Communication is performed between the
バッテリECU101は、例えばバッテリモジュール100a〜100dの通信回路72から与えられたセル情報に基づいて、バッテリモジュール100a〜100dの各バッテリセル10の充電量を算出し、その充電量に基づいてバッテリモジュール100a〜100dの充放電制御を行う。また、バッテリECU101は、バッテリモジュール100a〜100dの通信回路72から与えられたセル情報に基づいてバッテリモジュール100a〜100dの異常を検出する。バッテリモジュール100a〜100dの異常とは、例えば、バッテリセル10の過放電、過充電または温度異常等である。
The
なお、本実施の形態では、バッテリECU101が上記の各バッテリセル10の充電量の算出ならびに各バッテリセル10の過放電、過充電および温度異常等の検出を行うが、これに限定されない。バッテリモジュール100a〜100dの通信回路72が、各バッテリセル10の充電量の算出およびバッテリセル10の過放電、過充電または温度異常等の検出を行い、その結果をバッテリECU101に与えてもよい。
In the present embodiment, the
(5−2)効果
本実施の形態に係るバッテリシステム500には、上記第1または第2の実施の形態に係るバッテリモジュール100が設けられる。そのため、バッテリモジュール100の構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュール100の組み立てが容易になる。それにより、バッテリシステム500の製造コストが低減される。(5-2) Effect The
(5−3)
このように、本実施の形態に係るバッテリシステムは、1または複数のバッテリモジュールを備え、1または複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも1つは、上記のバッテリモジュールである。(5-3)
Thus, the battery system according to the present embodiment includes one or more battery modules, and at least one of the one or more battery modules is the battery module described above.
そのバッテリシステムにおいては、1または複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも1つが上記のバッテリモジュールであるので、バッテリモジュールの構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュールの組み立てが容易になる。したがって、バッテリシステムの製造コストが低減される。 In the battery system, at least one of one or a plurality of battery modules is the above-described battery module, so that the configuration of the battery module is simplified and the assembly of the battery module is facilitated. Therefore, the manufacturing cost of the battery system is reduced.
(6)第6の実施の形態
本発明の第6の実施の形態に係る電動車両について説明する。本実施の形態に係る電動車両は、第5の実施の形態に係るバッテリシステム500を備える。なお、以下では、電動車両の一例として電動自動車を説明する。(6) Sixth Embodiment An electric vehicle according to a sixth embodiment of the present invention will be described. The electric vehicle according to the present embodiment includes a
(6−1)構成および動作
図20は、第6の実施の形態に係る電動自動車の構成を示すブロック図である。図20に示すように、本実施の形態に係る電動自動車600は車体610を備える。車体610に、上記のバッテリシステム500ならびに電力変換部601、モータ602、駆動輪603、アクセル装置604、ブレーキ装置605、回転速度センサ606および主制御部608が設けられる。モータ602が交流(AC)モータである場合には、電力変換部601はインバータ回路を含む。(6-1) Configuration and Operation FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of an electric automobile according to the sixth embodiment. As shown in FIG. 20,
バッテリシステム500は、電力変換部601を介してモータ602に接続されるとともに、主制御部608に接続される。バッテリシステム500のバッテリECU101(図19)は、各バッテリセル10の端子電圧に基づいて各バッテリセル10の充電量を算出する。
The
主制御部608には、バッテリECU101から各バッテリセル10の充電量が与えられる。また、主制御部608には、アクセル装置604、ブレーキ装置605および回転速度センサ606が接続される。主制御部608は、例えばCPUおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。
The amount of charge of each
アクセル装置604は、電動自動車600が備えるアクセルペダル604aと、アクセルペダル604aの操作量(踏み込み量)を検出するアクセル検出部604bとを含む。ユーザによりアクセルペダル604aが操作されると、アクセル検出部604bは、ユーザにより操作されていない状態を基準としてアクセルペダル604aの操作量を検出する。検出されたアクセルペダル604aの操作量が主制御部608に与えられる。
The
ブレーキ装置605は、電動自動車600が備えるブレーキペダル605aと、ユーザによるブレーキペダル605aの操作量(踏み込み量)を検出するブレーキ検出部605bとを含む。ユーザによりブレーキペダル605aが操作されると、ブレーキ検出部605bによりその操作量が検出される。検出されたブレーキペダル605aの操作量が主制御部608に与えられる。回転速度センサ606は、モータ602の回転速度を検出する。検出された回転速度は、主制御部608に与えられる。
The
上記のように、主制御部608には、各バッテリセルの充電量、アクセルペダル604aの操作量、ブレーキペダル605aの操作量、およびモータ602の回転速度が与えられる。主制御部608は、これらの情報に基づいて複数のバッテリセル10の充放電制御および電力変換部601の電力変換制御を行う。例えば、アクセル操作に基づく電動自動車600の発進時および加速時には、バッテリシステム500から電力変換部601に複数のバッテリセル10の電力が供給される。
As described above, the
さらに、主制御部608は、与えられたアクセルペダル604aの操作量に基づいて、駆動輪603に伝達すべき回転力(指令トルク)を算出し、その指令トルクに基づく制御信号を電力変換部601に与える。
Further, the
上記の制御信号を受けた電力変換部601は、バッテリシステム500から供給された電力を、駆動輪603を駆動するために必要な電力(駆動電力)に変換する。これにより、電力変換部601により変換された駆動電力がモータ602に供給され、その駆動電力に基づくモータ602の回転力が駆動輪603に伝達される。
The
一方、ブレーキ操作に基づく電動自動車600の減速時には、モータ602は発電装置として機能する。この場合、電力変換部601は、モータ602により発生された回生電力を複数のバッテリセル10の充電に適した電力に変換し、複数のバッテリセル10に与える。それにより、複数のバッテリセル10が充電される。
On the other hand, when the
(6−2)効果
本実施の形態に係る電動自動車600には、上記第5の実施の形態に係るバッテリシステム500が用いられる。そのため、バッテリモジュール100の構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュール100の組み立てが容易になる。それにより、電動自動車600の製造コストが低減される。(6-2) Effect The
(6−3)
このように、本実施の形態に係る電動車両は、上記のバッテリシステムと、バッテリシステムの電力により駆動されるモータと、モータの回転力により回転する駆動輪とを備える。(6-3)
As described above, the electric vehicle according to the present embodiment includes the battery system described above, a motor driven by the electric power of the battery system, and drive wheels that rotate by the rotational force of the motor.
その電動車両においては、上記のバッテリシステムからの電力によりモータが駆動される。モータの回転力によって駆動輪が回転することにより、電動車両が移動する。この場合、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリモジュールの構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュールの組み立てが容易になる。したがって、電動車両の製造コストが低減される。 In the electric vehicle, the motor is driven by the electric power from the battery system. The electric vehicle moves when the driving wheel rotates by the rotational force of the motor. In this case, since the above battery system is used, the configuration of the battery module is simplified and the assembly of the battery module is facilitated. Therefore, the manufacturing cost of the electric vehicle is reduced.
(6−4)他の移動体
第5の実施の形態に係るバッテリシステム500が船、航空機、エレベータまたは歩行ロボット等の他の移動体に搭載されてもよい。(6-4) Other Moving Body The
バッテリシステム500が搭載された船は、例えば、図20の車体610の代わりに船体を備え、駆動輪603の代わりにスクリューを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。運転者は、船体を加速させる際にアクセル装置604の代わりに加速入力部を操作し、船体を減速させる際にブレーキ装置605の代わりに減速入力部を操作する。この場合、船体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、スクリューが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によってスクリューが回転されることにより船体が移動する。
A ship equipped with the
同様に、バッテリシステム500が搭載された航空機は、例えば、図20の車体610の代わりに機体を備え、駆動輪603の代わりにプロペラを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、機体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、プロペラが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によってプロペラが回転されることにより機体が移動する。
Similarly, an aircraft equipped with the
バッテリシステム500が搭載されたエレベータは、例えば、図20の車体610の代わりに籠を備え、駆動輪603の代わりに籠に取り付けられる昇降用ロープを備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、籠が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、昇降用ロープが駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によって昇降用ロープが巻き上げられることにより籠が昇降する。
An elevator equipped with the
バッテリシステム500が搭載された歩行ロボットは、例えば、図20の車体610の代わりに胴体を備え、駆動輪603の代わりに足を備え、アクセル装置604の代わりに加速入力部を備え、ブレーキ装置605の代わりに減速入力部を備える。この場合、胴体が移動本体部に相当し、モータが動力源に相当し、足が駆動部に相当する。このような構成において、モータがバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、変換された動力によって足が駆動されることにより胴体が移動する。
A walking robot equipped with the
このように、バッテリシステム500が搭載された移動体においては、動力源がバッテリシステム500からの電力を受けてその電力を動力に変換し、駆動部が動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる。
As described above, in the moving body on which the
(6−5)他の移動体における効果
このような種々の移動体においても、上記第5の実施の形態に係るバッテリシステム500が用いられることにより、バッテリモジュール100の構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュール100の組み立てが容易になる。それにより、移動体の製造コストが低減される。(6-5) Effects in Other Moving Objects Even in such various moving objects, the configuration of the
(6−6)
本実施の形態に係る移動体は、上記のバッテリシステムと、移動本体部と、バッテリシステムからの電力を動力に変換する動力源と、動力源により変換された動力により移動本体部を移動させる駆動部とを備える。(6-6)
The moving body according to the present embodiment includes the battery system, the moving main body, a power source that converts electric power from the battery system into power, and a drive that moves the moving main body by the power converted by the power source. A part.
その移動体においては、上記のバッテリシステムからの電力が動力源により動力に変換され、その動力により駆動部が移動本体部を移動させる。この場合、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリモジュールの構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュールの組み立てが容易になる。したがって、移動体の製造コストが低減される。 In the moving body, the electric power from the battery system is converted into power by a power source, and the drive unit moves the moving main body by the power. In this case, since the above battery system is used, the configuration of the battery module is simplified and the assembly of the battery module is facilitated. Therefore, the manufacturing cost of the moving body is reduced.
(7)第7の実施の形態
本発明の第7の実施の形態に係る電源装置について説明する。本実施の形態に係る電源装置は、第5の実施の形態に係るバッテリシステム500を備える。(7) Seventh Embodiment A power supply device according to a seventh embodiment of the present invention will be described. The power supply device according to the present embodiment includes a
(7−1)構成および動作
図21は、第7の実施の形態に係る電源装置の構成を示すブロック図である。図21に示すように、電源装置700は、電力貯蔵装置710および電力変換装置720を備える。電力貯蔵装置710は、バッテリシステム群711およびコントローラ712を備える。バッテリシステム群711は、第5の実施の形態に係る複数のバッテリシステム500を含む。複数のバッテリシステム500間において、複数のバッテリセル10は互いに並列に接続されてもよく、または互いに直列に接続されてもよい。(7-1) Configuration and Operation FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a power supply device according to the seventh embodiment. As illustrated in FIG. 21, the
コントローラ712は、制御部の例であり、例えばCPUおよびメモリ、またはマイクロコンピュータからなる。コントローラ712は、各バッテリシステム500のバッテリECU101(図19)に接続される。各バッテリシステム500のバッテリECU101は、各バッテリセル10の端子電圧に基づいて各バッテリセル10の充電量を算出し、算出された充電量をコントローラ712に与える。コントローラ712は、各バッテリECU101から与えられた各バッテリセル10の充電量に基づいて電力変換装置720を制御することにより、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の放電または充電に関する制御を行う。
The
電力変換装置720は、DC/DC(直流/直流)コンバータ721およびDC/AC(直流/交流)インバータ722を含む。DC/DCコンバータ721は入出力端子721a,721bを有し、DC/ACインバータ722は入出力端子722a,722bを有する。DC/DCコンバータ721の入出力端子721aは電力貯蔵装置710のバッテリシステム群711に接続される。DC/DCコンバータ721の入出力端子721bおよびDC/ACインバータ722の入出力端子722aは互いに接続されるとともに電力出力部PU1に接続される。DC/ACインバータ722の入出力端子722bは電力出力部PU2に接続されるとともに他の電力系統に接続される。電力出力部PU1,PU2は例えばコンセントを含む。電力出力部PU1,PU2には、例えば種々の負荷が接続される。他の電力系統は、例えば商用電源または太陽電池を含む。電力出力部PU1,PU2および他の電力系統が電源装置に接続される外部の例である。
DC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722がコントローラ712によって制御されることにより、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10の放電および充電が行われる。
The DC /
バッテリシステム群711の放電時には、バッテリシステム群711から与えられる電力がDC/DCコンバータ721によりDC/DC(直流/直流)変換され、さらにDC/ACインバータ722によりDC/AC(直流/交流)変換される。
When the
DC/DCコンバータ721によりDC/DC変換された電力が電力出力部PU1に供給される。DC/ACインバータ722によりDC/AC変換された電力が電力出力部PU2に供給される。電力出力部PU1から外部に直流の電力が出力され、電力出力部PU2から外部に交流の電力が出力される。DC/ACインバータ722により交流に変換された電力が他の電力系統に供給されてもよい。
The power DC / DC converted by the DC /
コントローラ712は、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の放電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群711の放電時に、コントローラ712は、各バッテリECU101(図19)から与えられる各バッテリセル10の充電量に基づいて放電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置720を制御する。具体的には、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10(図19)のうちいずれかのバッテリセル10の充電量が予め定められたしきい値よりも小さくなると、コントローラ712は、放電が停止されるまたは放電電流(または放電電力)が制限されるようにDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722を制御する。これにより、各バッテリセル10の過放電が防止される。
The
一方、バッテリシステム群711の充電時には、他の電力系統から与えられる交流の電力がDC/ACインバータ722によりAC/DC(交流/直流)変換され、さらにDC/DCコンバータ721によりDC/DC(直流/直流)変換される。DC/DCコンバータ721からバッテリシステム群711に電力が与えられることにより、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10(図19)が充電される。
On the other hand, when the
コントローラ712は、各バッテリシステム500に含まれる複数のバッテリセル10の充電に関する制御の一例として、次の制御を行う。バッテリシステム群711の充電時に、コントローラ712は、各バッテリECU101(図19)から与えられる各バッテリセル10の充電量に基づいて充電を停止するか否かを判定し、判定結果に基づいて電力変換装置720を制御する。具体的には、バッテリシステム群711に含まれる複数のバッテリセル10のうちいずれかのバッテリセル10の充電量が予め定められたしきい値よりも大きくなると、コントローラ712は、充電が停止されるまたは充電電流(または充電電力)が制限されるようにDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722を制御する。これにより、各バッテリセル10の過充電が防止される。
The
(7−2)効果
本実施の形態に係る電源装置700には、上記第5の実施の形態に係るバッテリシステム500が用いられる。そのため、バッテリモジュール100の構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュール100の組み立てが容易になる。それにより、移動体の製造コストが低減される。(7-2) Effect The
(7−3)
本実施の形態に係る電力貯蔵装置は、上記のバッテリシステムと、バッテリシステムの複数のバッテリセルの放電または充電に関する制御を行う制御部とを備える。(7-3)
The power storage device according to the present embodiment includes the above-described battery system and a control unit that performs control related to discharging or charging of a plurality of battery cells of the battery system.
その電力貯蔵装置においては、制御部により、複数のバッテリセルの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリセルの劣化、過放電および過充電を防止することができる。また、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリモジュールの構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュールの組み立てが容易になる。したがって、電力貯蔵装置の製造コストが低減される。 In the power storage device, control related to charging or discharging of the plurality of battery cells is performed by the control unit. Thereby, deterioration, overdischarge, and overcharge of a plurality of battery cells can be prevented. Further, since the battery system is used, the configuration of the battery module is simplified and the assembly of the battery module is facilitated. Therefore, the manufacturing cost of the power storage device is reduced.
また、本実施の形態に係る電源装置は、外部に接続可能な電源装置であって、上記の電力貯蔵装置と、電力貯蔵装置の制御部により制御され、電力貯蔵装置のバッテリシステムと外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備える。 Moreover, the power supply device according to the present embodiment is a power supply device that can be connected to the outside, and is controlled by the power storage device and the control unit of the power storage device. And a power conversion device that performs power conversion between them.
その電源装置においては、複数のバッテリセルと外部との間で電力変換装置により電力変換が行われる。電力変換装置が電力貯蔵装置の制御部により制御されることにより、複数のバッテリセルの充電または放電に関する制御が行われる。それにより、複数のバッテリセルの劣化、過放電および過充電を防止することができる。また、上記のバッテリシステムが用いられるので、バッテリモジュールの構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュールの組み立てが容易になる。したがって、電源装置の製造コストが低減される。 In the power supply device, power conversion is performed by the power conversion device between the plurality of battery cells and the outside. Control regarding charge or discharge of a plurality of battery cells is performed by controlling the power conversion device by the control unit of the power storage device. Thereby, deterioration, overdischarge, and overcharge of a plurality of battery cells can be prevented. Further, since the battery system is used, the configuration of the battery module is simplified and the assembly of the battery module is facilitated. Therefore, the manufacturing cost of the power supply device is reduced.
(7−3)電源装置の変形例
図21の電源装置700において、各バッテリシステム500にバッテリECU101が設けられる代わりに、コントローラ712がバッテリECU101と同様の機能を有してもよい。(7-3) Modified Example of Power Supply Device In the
電源装置700と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置720がDC/DCコンバータ721およびDC/ACインバータ722のうちいずれか一方のみを有してもよい。また、電源装置700と外部との間で互いに電力を供給可能であれば、電力変換装置720が設けられなくてもよい。
The
図21の電源装置700においては、複数のバッテリシステム500が設けられるが、これに限らず、1つのバッテリシステム500のみが設けられてもよい。
In the
(8)他の実施の形態
上記実施の形態に係るバッテリモジュール100は、6個のバッテリセル10を含むが、バッテリセル10の数はこれに限らず、任意に変更可能である。(8) Other Embodiments The
上記第1〜第3実施の形態では、FPC基板50および回路基板70がZ方向において互いに重なるように配置されるが、FPC基板50および回路基板70がZ方向において互いに重ならないように配置されてもよい。例えば、蓋部材60の表面上または裏面上において、FPC基板50および回路基板70が互いに重なることなく隣り合うように配置されてもよい。この場合、第1の接続部材として、接続部材PHの代わりに、例えば、タグ状の接続部材が用いられる。タグ状の接続部材の一端部がFPC基板50の端子部に接続され、他端部が回路基板70の端子部に接続される。これにより、FPC基板50および回路基板70が電気的に接続される。なお、接続部材は、FPC基板50に一体的に設けられてもよい。
In the first to third embodiments, the
上記実施の形態に係るバッテリモジュール100においては、全てのバッテリセル10が直列に接続されるが、これに限らず、一部または全てのバッテリセル10が並列に接続されてもよい。また、上記実施の形態に係るバッテリシステム500においては、全てのバッテリモジュール100が直列に接続されるが、これに限らず、一部または全てのバッテリモジュール100が並列に接続されてもよい。
In the
上記実施の形態では、扁平な略直方体形状を有するバッテリセル10が用いられるが、これに限らず、円柱形状を有するバッテリセル10またはラミネート型のバッテリセル10が用いられてもよい。
In the above embodiment, the
上記第6の実施の形態に係る電動自動車600または船舶等の移動体はバッテリシステム500を備えるとともに、負荷としてモータ602を備える電気機器である。本発明に係る電気機器は、電動自動車600および船舶等の移動体に限定されず、洗濯機、冷蔵庫またはエアコンディショナ等であってもよい。例えば、洗濯機は負荷としてモータを備える電気機器であり、冷蔵庫またはエアコンディショナは負荷としてコンプレッサを備える電気機器である。また、本発明に係る電気機器は、緊急時用の電源としてバッテリシステム500を有するテレビジョン受像機、通信装置または照明装置等であってもよい。
A moving body such as an
このように、本実施の形態に係る電気機器は、上記バッテリシステムと、バッテリシステムからの電力により駆動される負荷とを備える。この電気機器においては、負荷がバッテリシステムからの電力により駆動される。 As described above, the electrical device according to the present embodiment includes the battery system and a load driven by the power from the battery system. In this electric device, the load is driven by electric power from the battery system.
この電気機器には、上記バッテリシステムが用いられるので、バッテリモジュールの構成が簡素化されるとともに、バッテリモジュールの組み立てが容易になる。したがって、電気機器の組み立てが容易となり、製造コストが低減される。 Since this battery system is used for this electrical device, the configuration of the battery module is simplified and the assembly of the battery module is facilitated. Therefore, the assembly of the electric equipment is facilitated, and the manufacturing cost is reduced.
(9)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。(9) Correspondence between each component of claim and each part of embodiment The following describes an example of the correspondence between each component of the claim and each part of the embodiment. It is not limited.
上記実施の形態においては、バッテリモジュール100がバッテリモジュールの例であり、バッテリセル10がバッテリセルの例であり、バッテリブロック10BBがバッテリブロックの例であり、蓋部材60が蓋部材の例であり、電圧検出回路71が電圧検出回路の例であり、回路基板70が回路基板の例であり、FPC基板50またはハーネスHNが配線部材の例であり、接続部材PH、コネクタCN1,CN2またはコネクタCN3が第1の接続部材の例であり、裏面が第1の面の例であり、表面が第2の面の例であり、バスバー40,40aが第2の接続部材の例である。
In the above embodiment, the
また、バッテリシステム500がバッテリシステムの例であり、電動自動車600が電動車両および移動体の例であり、モータ602がモータおよび動力源の例であり、駆動輪603が駆動輪および駆動部の例であり、車体610が移動本体部の例であり、電力貯蔵装置710が電力貯蔵装置の例であり、コントローラ712が制御部の例であり、電源装置700が電源装置の例であり、電力変換装置720が電力変換装置の例である。また、モータ602またはコンプレッサが負荷の例であり、電動自動車600、船舶、航空機、エレベータ、歩行ロボット、洗濯機、冷蔵庫、エアコンディショナ、テレビジョン受像機、通信装置および照明装置が電気機器の例である。
The
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。 As each constituent element in the claims, various other elements having configurations or functions described in the claims can be used.
Claims (10)
前記複数のバッテリセルの端子電圧を検出するための電圧検出回路を有する回路基板であって、前記バッテリブロックの端子面の上方に位置している、該回路基板と、
前記バッテリブロックと前記回路基板の間に配置される蓋部材であって、前記回路基板と電気的に接続される第1の接続部材を有するコネクタ部を含んでおり、かつ、前記コネクタ部が前記第1の接続部材を前記回路基板に向けて突出した状態で保持し、前記第1の接続部材が前記回路基板と対向する前記蓋部材の一面に設けられている、該蓋部材と、
前記回路基板との間に前記蓋部材が介在するように前記蓋部材に重ねて配置される配線部材であって、前記複数のバッテリセルの端子の各々と対応する第1の接続部材とが、前記配線部材によりに電気的に接続されている、該配線部材と、
を備える、バッテリモジュール。 A battery block including a plurality of battery cells, the battery block having a terminal surface on which terminals of the plurality of battery cells are disposed; and
A circuit board having a voltage detection circuit for detecting terminal voltages of the plurality of battery cells, the circuit board being located above a terminal surface of the battery block; and
A cover member disposed between the circuit board and the battery block includes a connector portion having a first connecting member connected the circuit board and electrical manner, and the connector portion wherein the first connecting member and held so as to protrude toward the circuit board, Ru Tei provided on one surface of said lid member to which the first connecting member opposed to the circuit board, and the lid member,
A wiring member that will be arranged to overlap the cover member so that the lid member is interposed between the circuit board, and the first connecting member corresponding to each of terminals of the plurality of battery cells, are electrically connected to by the wire member, and the wiring member,
A battery module comprising:
さらに、前記蓋部材に一体的に設けられる樹脂層であって、前記配線部材が前記蓋部材と前記樹脂層の間に位置している、該樹脂層を備えるバッテリモジュール。 The battery module according to claim 1,
Furthermore, it is a resin layer provided integrally with the said cover member, Comprising: A battery module provided with this resin layer in which the said wiring member is located between the said cover member and the said resin layer.
さらに、前記複数のバッテリセルの端子を電気的に接続する第2の接続部材であって、前記配線部材が接続されている、該第2の接続部材を備えるバッテリモジュール。 The battery module according to claim 1 or 2,
Furthermore, it is a 2nd connection member which electrically connects the terminal of these battery cells, Comprising: A battery module provided with this 2nd connection member to which the said wiring member is connected.
前記第2の接続部材は、前記蓋部材に固定されるバッテリモジュール。 The battery module according to claim 3, wherein
The second connection member is a battery module fixed to the lid member.
前記複数のバッテリモジュールのうちの少なくとも1つは、請求項1〜4のいずれかに記載のバッテリモジュールである、バッテリシステム。 With multiple battery modules,
The battery system according to claim 1, wherein at least one of the plurality of battery modules is the battery module according to claim 1.
前記バッテリシステムの電力により駆動されるモータと、
前記モータの回転力により回転する駆動輪とを備える、電動車両。 A battery system according to claim 5;
A motor driven by the power of the battery system;
An electric vehicle comprising drive wheels that are rotated by the rotational force of the motor.
移動本体部と、
前記バッテリシステムからの電力を動力に変換する動力源と、
前記動力源により変換された動力により前記移動本体部を移動させる駆動部とを備える、移動体。 A battery system according to claim 5;
A moving body,
A power source for converting electric power from the battery system into power;
A moving body comprising: a drive unit that moves the moving main body unit by power converted by the power source.
前記バッテリシステムの前記複数のバッテリセルの放電または充電に関する制御を行う制御部とを備える、電力貯蔵装置。 A battery system according to claim 5;
A power storage device comprising: a control unit that performs control related to discharging or charging of the plurality of battery cells of the battery system.
請求項8記載の電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置の前記制御部により制御され、前記電力貯蔵装置の前記バッテリシステムと前記外部との間で電力変換を行う電力変換装置とを備える、電源装置。 An externally connectable power supply,
The power storage device according to claim 8,
A power supply device comprising: a power conversion device that is controlled by the control unit of the power storage device and performs power conversion between the battery system of the power storage device and the outside.
前記バッテリシステムからの電力により駆動される負荷とを備える、電気機器。 A battery system according to claim 5;
An electric device comprising a load driven by electric power from the battery system.
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